综述：解脂耶氏酵母作为高附加值营养保健品微生物生产的潜力细胞工厂

这篇综述系统阐述了解脂耶氏酵母（Y. lipolytica）作为微生物细胞工厂在营养保健品合成中的独特优势，重点分析了通过代谢工程（如乙酰辅酶A（acetyl-CoA）通量调控）、合成生物学（如细胞器区室化）和系统生物学（多组学整合）策略提升萜类、鞘脂和类黄酮等产物的研究进展，为开发可持续生物制造平台提供了重要指导。

　　

1 引言

全球营养保健品市场快速增长，但传统生产方法面临产量低、环境负担重等挑战。解脂耶氏酵母凭借其天然的乙酰辅酶A高代谢通量、GRAS（Generally Recognized as Safe）安全认证以及成熟的CRISPR-Cas9基因编辑工具，成为替代生产的理想宿主。相较于大肠杆菌（E. coli）和酿酒酵母（S. cerevisiae），该酵母在合成萜类、类黄酮和鞘脂等乙酰辅酶A衍生化合物方面具有显著优势。

2 细胞工厂开发的先进策略

2.1 代谢工程方法

通过调控β-氧化途径和丙酮酸脱氢酶复合体（Pdc）增强乙酰辅酶A供应是关键。例如，过表达ATP柠檬酸裂解酶（ACL）将线粒体乙酰辅酶A转运至胞质，或优化NAD⁺再生系统以维持Pdc活性。竞争途径的阻断（如β-氧化缺陷株）和戊糖磷酸途径（PPP）的平衡表达可进一步引导碳流向目标产物。

2.2 合成生物学方法

细胞器区室化技术显著提升效率：将胡萝卜素合成途径靶向过氧化物酶体使产量倍增，而线粒体定位的甲羟戊酸（MVA）途径优化了前体供应。基于转录因子的生物传感器（如响应法尼基焦磷酸FPP）实现了代谢通量的动态调控。

2.3 系统生物学方法

基因组尺度代谢模型（GEMs）整合转录组和代谢组数据，揭示竞争途径瓶颈。例如，比较转录组学发现氨基酸分解与鞘脂合成的关联，使产量达到克级水平。

3 营养保健品的生产应用

3.1 萜类生产

单萜D-柠檬烯（69.3 mg/L）通过融合Erg20-柠檬烯合酶（LS）实现；倍半萜β-法尼烯（28.9 g/L）的突破依赖苹果酸酶和ACL的共表达；四萜类胡萝卜素中，β-胡萝卜素产量达39.5 g/L，得益于来自Xanthophyllomyces dendrorhous的CrtYB/CrtI优化。

3.2 鞘脂生产

通过敲除C4-羟化酶和Δ8去饱和酶，实现人源葡萄糖神经酰胺合成。乙酰转移酶Sli1p/Atf2p的引入使四乙酰植物鞘氨醇产量达650 mg/L。

3.3 类黄酮生产

柚皮素（8.3 g/L）的合成通过芳香族氨基酸途径改造（如Aro4^K221L突变）完成，而黄酮金合欢素（1.1 g/L）的生成依赖黄酮合酶（FNS）与O-甲基转移酶的协同表达。

4 结论与展望

未来需结合多尺度建模和自适应实验室进化（ALE）解决代谢权衡问题。CRISPR干扰（CRISPRi）和激活（CRISPRa）系统将实现精准调控，而过氧化物酶体合成途径的优化有望降低提取成本。解脂耶氏酵母平台在可持续营养保健品生产中展现出广阔前景。